iOS开发之蓝牙通讯

2022-03-09 02:09:08

iOS开发之蓝牙通讯

一、引言

蓝牙是设备近距离通信的一种方便手段，在iPhone引入蓝牙4.0后，设备之间的通讯变得更加简单。相关的蓝牙操作由专门的CoreBluetooth.framework进行统一管理。通过蓝牙进行通讯交互分为两方，一方为中心设备central，一方为外设peripheral，外设通过广播的方式向外发送信息，中心设备检索到外设发的广播信息，可以进行配对连接，进而进行数据交互。

二、中心设备CBCentralManager

CBCentralManager是管理中心设备的管理类，其中重要方法如下：

//设置中心设备代理

@property(assign, nonatomic, nullable) id<CBCentralManagerDelegate> delegate;

//中心设备当前状态

@property(readonly) CBCentralManagerState state;

//中心设备是否正在扫描

@property(readonly) BOOL isScanning NS_AVAILABLE(NA, 9_0);

其中state是一个枚举，有关蓝牙是否可用的状态如下：

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCentralManagerState) {

        //状态未知

    CBCentralManagerStateUnknown = ,

    //连接断开 即将重置

    CBCentralManagerStateResetting,

    //该平台不支持蓝牙

    CBCentralManagerStateUnsupported,

    //未授权蓝牙使用 hovertree.com

    CBCentralManagerStateUnauthorized,

    //蓝牙关闭

    CBCentralManagerStatePoweredOff,

    //蓝牙正常开启

    CBCentralManagerStatePoweredOn,

};

下面这些方法用于初始化管理中心：

//初始化方法

//设置的代理需要遵守CBCentralManagerDelegate协议

//queue可以设置蓝牙扫描的线程 传入nil则为在主线程中进行

- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate

                           queue:(nullable dispatch_queue_t)queue;

//此方法同上 在options字典中用于进行一些管理中心的初始化属性设置

//字典中支持的键值如下 http://www.cnblogs.com/roucheng/

/*

NSString * const CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey 对应一个NSNumber类型的bool值，用于设置是否在关闭蓝牙时弹出用户提示

NSString * const CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey 对应一个NSString对象，设置管理中心的标识符ID

*/

- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate

                           queue:(nullable dispatch_queue_t)queue

                         options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;
//根据获取所有已知设备

- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrievePeripheralsWithIdentifiers:(NSArray<NSUUID *> *)identifiers;

//根据服务id获取所有连接的设备 hovertree.com

- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrieveConnectedPeripheralsWithServices:(NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs;

在初始化管理中心完成后，会回调代理中的如下方法，我们必须实现如下方法：

//这个方法中可以获取到管理中心的状态

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

如果上面方法中管理中心状态为蓝牙可用，可以通过下面方法开启扫描外设：

//serviceUUIDs用于扫描一个特点ID的外设 options用于设置一些扫描属性 键值如下

/*

//是否允许重复扫描 对应NSNumber的bool值，默认为NO，会自动去重

NSString *const CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey;

//要扫描的设备UUID 数组 对应NSArray hovertree.com

NSString *const CBCentralManagerScanOptionSolicitedServiceUUIDsKey;

*/

- (void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;
//停止扫描外设

- (void)stopScan;

扫描的结果会在如下代理方法中回掉：

//peripheral 扫描到的外设

//advertisementData是外设发送的广播数据

//RSSI 是信号强度 http://www.cnblogs.com/roucheng/

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;

扫描到外设后，通过下面方法可以连接一个外设：

/*

options中可以设置一些连接设备的初始属性键值如下

//对应NSNumber的bool值，设置当外设连接后是否弹出一个警告

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnConnectionKey;

//对应NSNumber的bool值，设置当外设断开连接后是否弹出一个警告

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey;

//对应NSNumber的bool值，设置当外设暂停连接后是否弹出一个警告 http://www.cnblogs.com/roucheng/

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnNotificationKey;

*/

- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//取消一个外设的连接

- (void)cancelPeripheralConnection:(CBPeripheral *)peripheral;

调用过连接外设的方法后，会回掉如下代理方法：

//连接外设成功

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;

//连接外设失败

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

//断开外设连接

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

当管理中心恢复时会调用如下代理：

 //dict中会传入如下键值对 hovertree.com

 /*

 //恢复连接的外设数组

 NSString *const CBCentralManagerRestoredStatePeripheralsKey;

 //恢复连接的服务UUID数组

 NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanServicesKey;

 //恢复连接的外设扫描属性字典数组

 NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanOptionsKey;

 */

 - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

三、外设CBPeripheralManager

从上面我们知道，中心设备是用来扫描周围的外设，两台设备的通讯中，必须有一个充当中心设备，一个充当外设，外设是由CBPeripheralManager进行管理，主要方法如下：

 //设置外设管理中心代理

 @property(assign, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralManagerDelegate> delegate;

 //外设状态 枚举如中心设备

 @property(readonly) CBPeripheralManagerState state;

 //是否正在发送广播

 @property(readonly) BOOL isAdvertising;

 //用户的授权状态

 + (CBPeripheralManagerAuthorizationStatus)authorizationStatus;

 //初始化并设置代理 参数的具体含义与中心设备管理中心

 - (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate

                            queue:(nullable dispatch_queue_t);

 - (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate

                            queue:(nullable dispatch_queue_t)queue

                          options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

 //开始发送广播 hovertree.com  何问起

 //advertisementData中可以发送的数据有约定 如下

 /*

 对应设置NSString类型的广播名

 NSString *const CBAdvertisementDataLocalNameKey;

 外设制造商的NSData数据

 NSString *const CBAdvertisementDataManufacturerDataKey;

 外设制造商的CBUUID数据

 NSString *const CBAdvertisementDataServiceDataKey;

 服务的UUID与其对应的服务数据字典数组

 NSString *const CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey;

 附加服务的UUID数组

 NSString *const CBAdvertisementDataOverflowServiceUUIDsKey;

 外设的发送功率 NSNumber类型

 NSString *const CBAdvertisementDataTxPowerLevelKey;

 外设是否可以连接

 NSString *const CBAdvertisementDataIsConnectable;

 服务的UUID数组

 NSString *const CBAdvertisementDataSolicitedServiceUUIDsKey;

 */

 - (void)startAdvertising:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData;

 //停止发送广播

 - (void)stopAdvertising;

 //设置一个连接的具体central设备的延时 枚举如下

 /*

 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralManagerConnectionLatency) {

     CBPeripheralManagerConnectionLatencyLow = 0,

     CBPeripheralManagerConnectionLatencyMedium,

     CBPeripheralManagerConnectionLatencyHigh

 } NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0);

 */

 - (void)setDesiredConnectionLatency:(CBPeripheralManagerConnectionLatency)latency forCentral:(CBCentral *)central;

 //添加一个服务 http://www.cnblogs.com/roucheng/

 - (void)addService:(CBMutableService *)service;

 //移除一个服务

 - (void)removeService:(CBMutableService *)service;

 //移除所有服务

 - (void)removeAllServices;

 //响应中心设备的读写请求

 - (void)respondToRequest:(CBATTRequest *)request withResult:(CBATTError)result;

 //更新一个连接中心设备的订阅特征值

 - (BOOL)updateValue:(NSData *)value forCharacteristic:(CBMutableCharacteristic *)characteristic onSubscribedCentrals:(nullable NSArray<CBCentral *> *)centrals;

外设代理的相关方法如下：

 //这个方法是必须实现的 状态可用后可以发送广播

 - (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral;

 //连接回复时调用的方法 和centralManager类似

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

 //开始发送广播时调用的方法

 - (void)peripheralManagerDidStartAdvertising:(CBPeripheralManager *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

 //添加服务调用的回调

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didAddService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;

 //当一个central设备订阅一个特征值时调用的方法

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

 //取消订阅一个特征值时调用的方法

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

 //收到读请求时触发的方法 何问起 hovertree.com

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request;

 //收到写请求时触发的方法

 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray<CBATTRequest *> *)requests;

 //外设准备更新特征值时调用的方法

 - (void)peripheralManagerIsReadyToUpdateSubscribers:(CBPeripheralManager *)peripheral;

四、中心设备与外设对象CBCentral与CBPeripheral

上面介绍了中心设备管理类与外设管理类，这些类用于将设备连接建立起来，器具的数据交换的服务和一些信息则是在对应的设备对象中。

1、中心设备 CBCentral属性与方法

//设备UUID

@property(readonly, nonatomic) NSUUID *identifier;

//中心设备最大接收的数据长度

@property(readonly, nonatomic) NSUInteger maximumUpdateValueLength;

2、外设CAPeripheral属性与方法

外设对象要比中心对象复杂的多，当centralManager连接到外设后，需要通过外设对象的代理方法进行数据交互，其中主要方法属性如下：

 //设置代理

 @property(assign, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralDelegate> delegate;

 //外设name

 @property(retain, readonly, nullable) NSString *name;

 //信号强度 http://www.cnblogs.com/roucheng/

 @property(retain, readonly, nullable) NSNumber *RSSI NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 8_0);

 //外设状态

 /*

 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralState) {

     CBPeripheralStateDisconnected = 0,//未连接

     CBPeripheralStateConnecting,//正在链接

     CBPeripheralStateConnected,//已经连接

     CBPeripheralStateDisconnecting NS_AVAILABLE(NA, 9_0),//正在断开连接

 } NS_AVAILABLE(NA, 7_0);

 */

 @property(readonly) CBPeripheralState state;

 //所有的服务数组

 @property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBService *> *services;

 //获取当前信号强度

 - (void)readRSSI;

 //根据服务UUID寻找服务对象

 - (void)discoverServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs;

 //在服务对象UUID数组中寻找特定服务

 - (void)discoverIncludedServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)includedServiceUUIDs forService:(CBService *)service;

 //在一个服务中寻找特征值

 - (void)discoverCharacteristics:(nullable NSArray<CBUUID *> *)characteristicUUIDs forService:(CBService *)service;

 //从一个特征中读取数据

 - (void)readValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

 //写数据的最大长度 hovertree.com  何问起

 //type枚举如下

 /*

 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCharacteristicWriteType) {

     CBCharacteristicWriteWithResponse = 0,//写数据并且接收成功与否回执

     CBCharacteristicWriteWithoutResponse,//写数据不接收回执

 };

 */

 - (NSUInteger)maximumWriteValueLengthForType:(CBCharacteristicWriteType)type NS_AVAILABLE(NA, 9_0);

 //向某个特征中写数据

 - (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type;

 //为制定的特征值设置监听通知

 - (void)setNotifyValue:(BOOL)enabled forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

 //寻找特征值的描述

 - (void)discoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

 //读取特征的描述值

 - (void)readValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor;

 //写特征的描述值

 - (void)writeValue:(NSData *)data forDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor;

外设的代理方法如下：

 //外设名称更改时回调的方法

 - (void)peripheralDidUpdateName:(CBPeripheral *)peripheral NS_AVAILABLE(NA, 6_0);

 //外设服务变化时回调的方法

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didModifyServices:(NSArray<CBService *> *)invalidatedServices NS_AVAILABLE(NA, 7_0);

 //信号强度改变时调用的方法

 - (void)peripheralDidUpdateRSSI:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 8_0);

 //读取信号强度回调的方法 柯乐义 keleyi.com

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didReadRSSI:(NSNumber *)RSSI error:(nullable NSError *)error NS_AVAILABLE(NA, 8_0);

 //发现服务时调用的方法

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(nullable NSError *)error;

 //在服务中发现子服务回调的方法

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverIncludedServicesForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;

 //发现服务的特征值后回调的方法

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;

 //特征值更新时回调的方法

 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

 //向特征值写数据时回调的方法

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

  //特征值的通知设置改变时触发的方法

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

  //发现特征值的描述信息触发的方法

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;

  //特征的描述值更新时触发的方法

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(nullable NSError *)error;

  //写描述信息时触发的方法

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(nullable NSError *)error;

五、服务对象CBService

服务对象是用来管理外设提供的一些数据服务的，其中属性如下：

//对应的外设

@property(assign, readonly, nonatomic) CBPeripheral *peripheral;

//是否是初等服务

@property(readonly, nonatomic) BOOL isPrimary;

//包含的自服务 http://www.cnblogs.com/roucheng/

@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBService *> *includedServices;

//服务中的特征值

@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBCharacteristic *> *characteristics;

六、服务的特征值CBCharacteristic

通过绑定服务中的特征值来进行数据的读写操作，其中属性如下：

//对应的服务对象

@property(assign, readonly, nonatomic) CBService *service;

//特征值的属性 枚举如下

/*

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {

    CBCharacteristicPropertyBroadcast,//允许广播特征

    CBCharacteristicPropertyRead,//可读属性

    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse,//可写并且接收回执

    CBCharacteristicPropertyWrite,//可写属性

    CBCharacteristicPropertyNotify,//可通知属性

    CBCharacteristicPropertyIndicate,//可展现的特征值

    CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites,//允许签名的特征值写入

    CBCharacteristicPropertyExtendedProperties,

    CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired,

    CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired

};

*/

@property(readonly, nonatomic) CBCharacteristicProperties properties;

//特征值的数据 http://www.cnblogs.com/roucheng/

@property(retain, readonly, nullable) NSData *value;

//特征值的描述

@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBDescriptor *> *descriptors;

//是否是当前广播的特征

@property(readonly) BOOL isBroadcasted;

//是否是正在通知的特征

@property(readonly) BOOL isNotifying;

七、读写请求对象CBATTRequest

服务对象是外设向中心设备提供的相关数据服务，获取到相应服务后，中心设备可以进行读写请求，读写对象属性如下：

//对应的中心设备

@property(readonly, nonatomic) CBCentral *central;

//对应的特征值

@property(readonly, nonatomic) CBCharacteristic *characteristic;

//读写数据值

@property(readwrite, copy, nullable) NSData *value;

http://www.cnblogs.com/roucheng/p/texiao.html

本文小结：

  • iOS开发之蓝牙通讯
  • 一、引言
  • 二、中心设备CBCentralManager
  • 三、外设CBPeripheralManager
  • 四、中心设备与外设对象CBCentral与CBPeripheral
  • 1、中心设备 CBCentral属性与方法
  • 2、外设CAPeripheral属性与方法
  • 五、服务对象CBService
  • 六、服务的特征值CBCharacteristic
  • 七、读写请求对象CBATTRequest
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